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阿里巴巴冶金】
高拉速连铸是80年代中后期发展起来的一项重要的连铸技术。高拉速连铸有很多优点,提高拉速可以大幅度增加连铸机的生产能力,从而降低生产成本。另外,随着越来越多的工厂采用连铸坯热装轧制工艺,为了生产高温铸坯并与轧钢的高生产节奏相适应,也必须提高连铸的拉速。目前,国外先进板坯连铸的拉速一般均在1.5m/min以上,例如日本的钢铁企业板坯连铸机的拉速平均为2.3~2.5m/min。但是,随着拉速的提高,与常规的拉速连铸相比,非常容易造成结晶器保护渣的卷入,给铸坯中带来大型非金属夹杂物。
一般认为钢中非金属夹杂物的来源可归纳如下:(1)脱氧、脱硫产物,特别是一些比重较大的产物没有及时排除。(2)随着钢液温度降低,硫、氧、氮等杂质元素的溶解度相应下降,于是这些脱溶的夹质元素与金属化合生成非金属夹杂物在钢中沉淀。(3)带入钢液中的炉渣、熔渣或耐火材料。(4)钢液被大气氧化形成氧化物。通常前两类夹杂物称为内生夹杂物,后两类夹杂物称为外来夹杂物。结晶器卷渣便属于外来夹杂物。
非金属夹杂物对钢机械性能的影响在于它破坏了钢的基体的连续性,引起应力集中,促进裂纹的形成,因而使的疲劳强度下降,造成钢材在使用过程中早期失效。夹杂物对钢的强度、韧性和延性也有不利影响,并影响钢的工艺性能,造成各向异性,使冷、热加工性能变坏。统计结果表明,机械零件的失效,疲劳破坏约占90%以上。
对钢的力学性能危害性最大的的夹杂物来源于外来非金属夹杂物,由于它们尺寸大、形关不规则,分布集中并且变形性差,所以这些夹杂物的存在,往往成为潜在的裂纹源,甚至引起部件的早期疲劳破坏。假如钢中含有100ppm的氧,大部分分布在直径为100um的非金属氧化物中,它将成为钢中十分危险的缺陷;如果分布在直径为0.1um的夹杂物中,则钢的性能不会产生有害的影响。夹杂物引起的误应力场尺寸的增大面增加,所以较在的夹杂物容易较早的产生疲劳裂纹,裂纹优先在较在的夹杂物与钢基体交界处萌生,并沿着夹杂物周围的边界发展,这就意味着夹杂物与钢基体脱开。随着大尺寸的非金属夹杂物数量的增加,疲劳寿命降低。
而随着技术的发展和市场的需求,对钢的性能要求也越来越高,要求钢中的夹杂物越来越低,夹杂物尺寸也越来越小。如管线钢要求[S]<10*10-6,甚至(2~3)*10-6,轴承钢T[O]<10*10-6,钢轨钢T[O]<20*10-6,单个夹杂物直径D<13um,轮胎钢芯线则要求夹杂物直径D<10um。
如下表所示:产品 | 洁净度 | 备注 |
汽车板 | T[O]<20*10-6D<100um | 防薄板表面线状缺陷 |
深冲罐 | T[O]<20*10-6 D<100um | 防飞边裂纹 |
防罩屏 | D<5um | 防止图象浸蚀 |
轮胎钢芯线 | 冷拔0.15~0.25mmD<10um | 防飞过裂纹 |
滚珠钢 | T[O]<10*10-6 D<15um | 增加疲劳寿命 |
管线钢 | T[O]<15*10-6 D<10um | 酸气腐蚀 |
钢轨 | T[O]<20*10-6 D<200um | 断裂 |
家电用板 | T[O]<30*10-6 D<100um | 银白色线条缺陷 |
结晶器保护渣中含有CaO,SiO2,MgO,AL2O3,K2O,NaO。 (来源:制钢参考网)